BÀI GIẢNG PHẦN MỀM ENVI 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI Phần mềm ENVI - Environment for Visualizing Images là một phần mềm xử lý ảnh viễn thám mạnh, với các đặc điểm chính như sau:  Hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau.  Môi trường giao diện thân thiện.  Cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh. Khi một file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thể được thao tác với tất cả các chức năng hiện có của hệ thống. Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể dễ dàng lựa chọn các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau.  ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chức năng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao (high spectral resolution images).  Phần mềm ENVI được viết trên ngôn ngữ IDL – Interactive Data Language. Đây là ngôn ngữ lập trình cấu trúc, cung cấp khả năng tích hợp giữa xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ hoạ dễ sử dụng. LÀM QUEN VỚI PHẦN MỀM ENVI 1. Khởi động phần mềm ENVI: Kích đúp vào biểu tượng ENVI trên màn hình, phần mềm sẽ được kích hoạt và xuất hiện 1 thanh thực đơn lệnh ENVI và cửa sổ IDL Development Environment. Chúng ta sẽ chỉ thao tác với các công cụ sẵn có trên thanh thực đơn lệnh ENVI. 2. Mở một file ảnh:  Chọn File\Open Image File (hình 1.1)  Hộp thoại Enter Input Data File xuất hiện cho phép chọn file ảnh cần mở. (hình 1.1)  Chọn file ảnh cần mở và kích vào Open. 2 Hình 1.1: Mở ảnh trong ENVI  Hộp thoại Available Bands List sẽ xuất hiện trên màn hình có cấu trúc như một danh sách. Danh sách này cho phép ta chọn các kênh phổ để hiển thị và xử lý. (Hình 1.2) Có hai cách để hiển thị ảnh đó là hiển thị ảnh đơn sắc (đen - trắng) và tổ hợp màu:  Mở ảnh đơn sắc: Chọn vào ô tùy chọn Gray Scale sau đó chọn một kênh cần hiển thị bằng cách kích trái chuột vào tên kênh trong hộp thoại Available Bands List. Tên kênh này sẽ xuất hiện ngay trong ô Selected Band. Nhấn phím, kích chuột vào Load Band để hiển thị ảnh cần mở.  Mở ảnh tổ hợp màu: Chọn vào ô tùy chọn RGB Color, sau đó chọn các kênh tương ứng với các bước sóng đỏ (R), lục (G), lam (B) trong phần Selected Bands rồi kích Load Band để hiển thị ảnh. (Hình 1.2) 3 Hình 1.2: Mở ảnh trong danh sách Available Bands List. 3. Làm quen với khung cửa sổ hiển thị ảnh: Khi một ảnh đã được mở trong ENVI, có ba cửa sổ sẽ hiển thị lên màn hình (hình 1.3): Image Window, Scroll Window và Zoom Window. Ba cửa sổ này được liên kết chặt chẽ với nhau, việc thay đổi ở cửa sổ này sẽ kéo theo những thay đổi tương ứng ở các cửa sổ còn lại. Tất cả các cửa sổ đều có thể thay đổi kích thước bằng cách chọn và kéo chuột trái ở góc cửa sổ hiển thị.  Scroll Window: cửa sổ này hiển thị toàn bộ ảnh với độ phân giải đã được giảm đi với một tỷ lệ phù hợp. Hệ số tỷ lệ này được hiển thị trong ngoặc trên thanh tiêu đề của Scroll Window. Hình vuông màu đỏ trên cửa sổ chỉ ra vùng được hiển thị với độ phân giải 1:1 (độ phân giải không gian gốc của ảnh) trong cửa sổ Image Window. Ta có thể dùng phím chuột trái để kéo, thả hình vuông này tới vị trí cần quan sát, Image Window sẽ được cập nhật một cách tự động khi ta thả chuột. 4 Hình 1.3: Ba cửa sổ hiển thị ảnh.  Image Window: cửa sổ này hiển thị một phần của ảnh ở độ phân giải của dữ liệu gốc với tỷ lệ 1:1. Ô vuông trong cửa sổ này chỉ ra vị trí được hiển thị phóng đại trong cửa sổ Zoom Window. ∗ Để thay đổi vị trí hiển thị của cửa sổ phóng đại Zoom Window, chỉ chuột vào ô vuông đỏ trong Image Window, giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần quan sát, hình ảnh trên Zoom Window sẽ được cập nhật ngay khi thả chuột. ∗ Image Window có thể sử dụng thanh cuộn để điều khiển nội dung hiển thị. Để thêm thanh điểu khiển Scroll Bar ta làm như sau: Chọn File\Preferences trên thanh thực đơn của Image Window, sau đó chọn vào phím mũi tên bên cạnh Scroll Bars để chuyển thành Yes, kích OK ở cuối hộp thoại. ∗ Ta cũng có thể bật thanh cuộn mặc định cho các lần hiển thị sau bằng cách: trỏ chuột lên thanh thực đơn của ENVI, chọn 5 File\Preferences\Display Default\ rồi bật ô Image Window Scroll Bar thành Yes, nhấn OK ở cuối hộp thoại.  Zoom Window: hiển thị một phần được phóng đại của ảnh. Hệ số phóng đại được hiển thị trong ngoặc trên thanh tiêu đề của Zoom Window. Vùng được phóng đại được xác định bằng hình vuông đỏ trên Image Window. Ở phía dưới, bên trái của ZoomWindow có ba ô hình vuông đỏ. ∗ Ô ngoài cùng bên trái có dấu trừ cho phép ta thu nhỏ hệ số phóng đại của Zoom Window bằng cách nháy chuột trái vào trong ô vuông này. ∗ Ô ở giữa có dấu thập cho phép tăng hệ số phóng đại của Zoom Window cũng bằng cách sử dụng chuột trái. ∗ Riêng với ô vuông ngoài cùng bên phải, kích chuột trái 1 lần vào sẽ hiển thị dấu thập trên Zoom Window xác định vị trí pixel được chọn, kích chuột trái lần nữa sẽ tắt dấu thập này đi. Tương tự như vậy, kích chuột giữa (hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl + chuột trái) cho phép hiển thị hoặc tắt dấu thập xác định vị trí pixel được chọn tương ứng trên Image Window, kích chuột phải cho phép hiển thị hoặc tắt ô vuông đỏ xác định vị trí của Zoom Window trên Image Window. 4. Xem định dạng file ảnh: Thông thường ảnh viễn thám được lưu dưới ba dạng cơ bản là  Dạng BSQ – Band Sequential: các kênh được ghi nối tiếp nhau.  Dạng BIP – Band Interleaved by Pixel: ghi lần lượt liên tiếp các pixel của các kênh.  Dạng BIL – Band Interleaved by Line: ghi lần lượt liên tiếp các dòng của các kênh. Để biết ảnh được lưu ở định dạng nào ta chọn vào ảnh cần xem và quan sát trong ô Dims trên hộp thoại Available Bands List (hình 1.2). Giá trị trên ô này có ý nghĩa như sau: 2 số đầu cho biết số dòng, số cột của ảnh, đơn vị trong ngoặc tròn chỉ ra đơn vị tính dung lượng ảnh, và cuối cùng trong ngoặc vuông chính là khuôn dạng dữ liệu ảnh được lưu trữ. 6 5. Xem thông tin tọa độ của ảnh: Trên cửa sổ Available Bands List ta chú ý thấy dưới mỗi ảnh được mở đều có phần Map Info thông tin về tọa độ của ảnh (hình 1.2). Nhấn chuột trái để sổ nội dung này ra ta sẽ có các thông tin sau:  Phép chiếu – Proj: bao gồm phép chiếu và múi chiếu.  Độ phân giải không gian của ảnh – Pixel.  Lưới chiếu – Datum: xác định mặt elipxoid.  Tọa độ địa lý – UL Geo: đây là tọa độ của điểm phía trên bên trái ảnh.  Tọa độ bản đồ - UL Map: đây cũng là tọa độ của điểm phía trên cùng bên trái ảnh. 6. Tăng cường khả năng hiển thị ảnh: ENVI cung cấp các công cụ khá hiệu quả cho việc tăng cường khả năng hiển thị các thông tin trên ảnh như Enhance – tăng cường và Filter - lọc ảnh. Để thực hiện các chức năng này ta làm như sau: Từ cửa sổ ảnh đã được mở, chọn Enhance, một danh sách sẽ sổ ra cho ta chọn các diện tích được tăng cường là cửa sổ Image, Zoom hay Scroll theo các phương pháp (hình 1.4):  Linear - Tuyến tính: sử dụng giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của ảnh để thực hiện phép giãn tuyến tính. Phương pháp này áp dụng phù hợp cho ảnh có ít giá trị.  Linear 0-255 - Tuyến tính 0-255: phương pháp này sẽ hiển thị các giá trị thực pixel của ảnh theo giá trị hiển thị của màn hình từ 0 đến 255.  Linear 2% - Tuyến tính 2%: phương pháp tăng cường tuyến tính sẽ cắt bớt 2% của 2 đầu dữ liệu để tăng khả năng hiển thị ảnh.  Gaussian: phương pháp này tăng cường ảnh sử dụng giá trị độ xám trung bình là 127 và độ lệch chuẩn của dữ liệu là 3 để tăng cường.  Equalization – Cân bằng: phương pháp này sẽ kéo giãn cân bằng đồ thị của dữ liệu được hiển thị. 7  Square Root – Căn bậc hai: phương pháp này sẽ tính căn bậc hai của đổ thị đầu vào sau đó mới thực hiện giãn tuyến tính. Hình 1.4: Tăng cường khả năng hiển thị ảnh. ENVI còn cho phép ta tăng cường ảnh dựa theo một ảnh đã được tăng cường sử dụng chức năng Histogram Matching hay cho người dùng tự tăng cường dựa trên đồ thị và theo các hàm toán học định sẵn thông qua chức năng Interactive Stretching. Ta cũng có thể tăng cường, lọc ảnh ảnh bằng cách chọn Enhance\Filter và chọn các phương pháp tương ứng Sharpen, Smooth hay Median để làm sắc nét hoặc làm mịn ảnh. 7. Liên kết động và chồng lớp ảnh Khi có nhiều ảnh cùng một khu vực đã được mở, ENVI cung cấp cho người sử dụng công cụ liên kết các ảnh giúp ta có thể so sánh trực tiếp các ảnh bằng cách quan sát ảnh này chồng phủ lên ảnh kia. Có 2 phương pháp liên kết là liên kết ảnh hiển thị - Link Displays, và liên kết trên cơ sở tọa độ Geographic Link. 8  Để Link Displays ta làm như sau: chọn Tools\Link\Link Displays hoặc trỏ phải vào khung cửa sổ hiển thị bất kỳ của ảnh định liên kết rồi chọn Link Displays. Khi đó, hộp thoại Link Displays sẽ hiện ra cho phép người dùng lựa chọn các ảnh cần liên kết bằng cách kích chuột vào nút mũi tên và chọn Yes bên cạnh các số cửa sổ hiển thị ảnh tương ứng. Cuối cùng kích chuột vào phím OK để thực hiện việc liên kết. (Hình 1.5) Hình 1.5: Liên kết ảnh trong ENVI.  Sau khi các ảnh đã được liên kết, ta có thể nhấn và di chuyển chuột trái trong cửa sổ Image hoặc Zoom để thấy ảnh được liên kết sẽ hiển thị chồng lên.  Ta có thể thay đổi kích cỡ của vùng chồng phủ bằng cách nhấn và kéo chuột giữa để có được diện tích vùng chồng phủ mong muốn.  Để bỏ tạm thời việc hiển thị chồng phủ ảnh khi nhấp chuột ta chọn Tools\Link Displays\Dynamic Overlay Off hoặc kích chuột phải lên cửa sổ hiển thị ảnh và chọn Dynamic Overlay Off. 9  Để bỏ hẳn việc hiển thị chổng phủ trên các ảnh ta chọn Tools\Link\Unlink Display hay nhấp chuột phải trên cửa sổ ảnh, từ thực đơn ngữ cảnh sổ ra, chọn Unlink Display.  Để liên kết các ảnh trên cơ sở tọa độ ta chọn Tools\Link\Geographic Link hoặc trỏ phải vào khung cửa sổ hiển thị bất kỳ của ảnh định liên kết rồi chọn Geographic Link. Khi đó, hộp thoại Geographic Link sẽ hiện ra, ta chọn các cửa sổ hiển thị tương ứng cần liên kết thành On. Nhấn OK để thực hiện liên kết. (Hình 1.6) Hình 1.6: Liên kết ảnh trên cơ sở tọa độ.  Khi các ảnh đã được liên kết trên cơ sở tọa độ với nhau, thì nếu ta di chuyển một ảnh, các ảnh còn lại cũng sẽ di chuyển theo đúng tọa độ như vậy. Điều này có thể thấy rõ hơn khi ta quan sát hai cửa sổ Zoom.  Để tắt chức năng liên kết này ta lại chọn công cụ Geographic Link và chuyển các cửa sổ ảnh không muốn liên kết thành Off. Nhấn OK để kết thúc. 10 [...]... Vector File v chn nh dng file vect phự hp (hỡnh 2.4) ENVI h tr m file ca mt s phn mm thụng dng: ArcView, ArcGIS, ArcInfo, Mapinfo, Microstation, AutoCad, Hỡnh 2.4: M file vect Open Vector File Sau khi ó chn c file vect cn m v nhn OK, nu khụng phi nh dng file vect ca ENVI thỡ trờn mn hỡnh xut hin hp thoi yờu cu chuyn file vect va m sang nh dng file vect ca ENVI *.evf Ta cú th lu vo b nh tm thi bng cỏch... không biết hoặc không quen với những đối tợng xuất hiện trên ảnh, đồng thời nó cũng loại bỏ đợc những sai số chủ quan của con ngời Phn mm ENVI cung cp cho chỳng ta hai phng phỏp phõn loi khụng chn mu l Isodata v K-Means tin hnh phõn loi nh, t thanh thc n lnh ca ENVI ta chn Classification\Unsupervised\ v chn mt trong hai phng phỏp phõn loi trờn, chn nh cn phõn loi, nhn OK chp nhn (hỡnh 3.1) Vi 2 phng... có cùng một số đặc trng về phổ phản xạ 2.1 Chn mu phõn loi Vic u tiờn tin hnh phõn loi cú chn mu l cụng tỏc chn mu chn mu trong ENVI, trc tiờn ta phi m nh cn phõn loi tin hnh chn mu, t thc n lnh chn Tools\Region Of Interest\ROI tool hoc ta cú th vo t thc n lnh chớnh ca ENVI nh sau Basic Tools\ Region Of Interest\ROI tool trờn mn hỡnh s m ra hp thoi Roi Tool cho phộp ta thao tỏc vi vic chn mu (Hỡnh... giỏ tr nm t -1 n +1, vi giỏ tr pixel cng cao th hin thc vt cng dy 29 tớnh ch s thc vt, t thc n lnh chớnh ca ENVI, ta chn Transforms\NDVI (Vegetation Index) Chn nh cn tớnh v nhn OK, ngay sau ú hp thoi NDVI Calculation Parameters s xut hin (Hỡnh 3.11) Hỡnh 3.11: Hp thoi tớnh ch s thc vt NDVI ENVI mc nh chn cỏc kờnh tớnh ch s NDVI cho mt s loi v tinh nh Landsat, SPOT, AVHRR, AVIRIS Hoc ta cng cú th... giỏ tr thng kờ tng ng trờn Hỡnh 4.1: Chn cỏc giỏ tr cn thng kờ 2 Ma trn sai s - Confusion Matrix Chc nng lp ma trn sai s ca ENVI cho phộp ta so sỏnh nh ó c phõn loi vi kt qu thc a hoc cỏc vựng mu vi mc ớch ỏnh giỏ chớnh xỏc kt qu phõn loi thc hin chc nng ny, t thc n lnh chớnh ca ENVI ta vo Classification\Post Classification\Confusion Matrix v chn phng phỏp: mt l s dng nh, kt qu phõn loi t thc a Using... mặt đất (Ground Control Points) để nắn ảnh Đây là những điểm trên bề mặt trái đất đã biết toạ độ và dễ dàng nhận ra trên ảnh vệ tinh Bi ny s tng bc hng dn bn lm quen vi vic nn nh vi cỏc cụng c ca phn mm ENVI 1 Nn nh theo bn : M nh cn nn: lm theo cỏc hng dn bi trc m 1 nh cn nn La chn phng phỏp nn nh theo bn : chn Map\Registration\Select GSPs: Image to Map chn cỏc im khng ch mt t (Hỡnh 2.1) 12 Hỡnh... cỏc kờnh nh to hot cnh Ta cú th iu khin hot cnh ny v tc thay i ca nú bng cỏch chn cỏc phớm chc nng tng ng v phn Tc - Speed trờn thanh iu khin ca Animation 11 Hỡnh 1.9: iu khin hot cnh NN CHNH NH Dữ liệu nh viễn thám thu đợc thờng chứa đựng những sai số về hình học do các nguyên nhân trong quá trình thu ảnh nh tốc độ bay chụp, độ cao, góc nhìn của thiết bị, tốc độ gơng quay, Những lỗi này có thể đợc... tip theo bng cỏch nhn vo ụ New Region t tờn v chn mu cho cỏc mu ta chn vo ụ Edit (hỡnh 3.5) xúa mt mu ta chn vo mu cn xúa v nhn Delete Hỡnh 3.5: t tờn v chn mu cho mu phõn loi 24 Vi cỏc mu ó chn, ENVI cũn cung cp cho chỳng ta mt tin ớch rt hu hiu, ú l tớnh toỏn s khỏc bit gia cỏc mu Compute ROI Separability chn chc nng ny ta lm nh sau: t hp thoi ROI Tool chn Options\Compute ROI Separability Khi... ó chn xong tt c cỏc mu, ta cú th lu cỏc mu ó chn ny li bng cỏch chn File\Save ROIs t hp thoi ROI Tool 2.2 Phõn loi cú chn mu tin hnh phõn loi vi cỏc mu ó chn ta lm nh sau: t thanh thc n lnh chớnh ca ENVI chn Classification\Supervised v chn phng phỏp phõn loi phự hp (Hỡnh 3.7) Hỡnh 3.7: Chn phng phỏp phõn loi cú chn mu Một số thuật toán phân loại có chọn mẫu hay dùng là: Phân loại hình hộp - Parallelepiped:... vào giá trị khoảng cách mà còn dựa vào cả xu thế biến thiên độ xám trong mỗi lớp Đây là một phơng pháp phân loại chính xác nhng lại mất nhiều thời gian tính toán và phụ thuộc vào sự phân bố chuẩn của dữ liệu Chn mt phng phỏp phõn loi phự hp, trờn mn hỡnh s xut hin hp thoi Classification Input File cho phộp ta chn nh cn phõn loi Tip ú s xut hin hp thoi tng ng vi phng phỏp phõn loi ó chn S dng cỏc tham . BÀI GIẢNG PHẦN MỀM ENVI 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI Phần mềm ENVI - Environment for Visualizing Images là một phần mềm xử lý ảnh viễn. VỚI PHẦN MỀM ENVI 1. Khởi động phần mềm ENVI: Kích đúp vào biểu tượng ENVI trên màn hình, phần mềm sẽ được kích hoạt và xuất hiện 1 thanh thực đơn lệnh ENVI